Un avance en biotecnología ha permitido convertir orina humana en hidroxiapatita (HAp), un mineral de fosfato de calcio ampliamente utilizado en implantes óseos y dentales. El equipo investigador, liderado por David Kisailus de la UC Irvine y colaboradores internacionales, ha desarrollado un sistema con levaduras sintéticas, apodadas “osteoyeast”, capaces de procesar residuos de aguas residuales para extraer nutrientes y transformarlos en HAp. Además de mitigar la contaminación ambiental por exceso de nitrógeno, el proceso tiene un enorme potencial comercial, estimándose un mercado de 3 500 millones de USD para 2030. Este método representa una innovación disruptiva con claras aplicaciones en medicina regenerativa, restauración arqueológica y biotecnología sostenible, abriendo la puerta a un sector industrial emergente basado en tecnologías limpias y económicas.

Contexto y relevancia ecológica

El exceso de nutrientes, como el nitrógeno y fósforo presentes en la orina, provoca eutrofización en ríos y embalses, alterando ecosistemas acuáticos. La eliminación tradicional suele requerir procesos químicos o físicos costosos. En el enfoque presentado, la orina se convierte en materia prima para fabricar un biomaterial valioso, cerrando un ciclo de residuos y promoviendo una economía circular en el tratamiento del agua.

La capacidad de extraer nutrientes contaminantes de forma biológica ofrece una alternativa sostenible. La higiene del agua mejora, se reduce la dependencia de sistemas de depuración intensivos y se reutilizan recursos desechados, contribuyendo a un modelo productivo más responsable.

Tecnología de “osteoyeast”

Para replicar el funcionamiento de las osteoblastos —células encargadas de producir hidroxiapatita en los huesos— los investigadores diseñaron levaduras modificadas genéticamente, denominadas “osteoyeast” . Estas levaduras expresan enzimas capaces de romper la urea, alcalinizar el entorno y crear microcavidades internas que concentran calcio y fosfato. Tras ser expulsado, el material se cristaliza en HAp. El proceso es eficiente: produce hasta 1 g de hidroxiapatita por litro de orina.

Utilizar levaduras es clave ya que estas pueden cultivarse en grandes volúmenes y con costes reducidos —similar a las industrias de fermentación— sin necesidad de instalaciones sofisticadas. Además, su uso permite un control preciso de condiciones de pH, temperatura y concentración, garantizando estabilidad y calidad del biomaterial.

Sostenibilidad y escalabilidad económica

El estudio, publicado en Nature Communications, incluye un análisis tecnoeconómico que proyecta un mercado de HAp valorado en más de 3 500 millones de USD para 2030. Esto convierte el proceso no solo en ecológicamente beneficioso, sino también en una oportunidad de negocio.

El proceso tarda menos de un día en convertir la orina en hidroxiapatita, con tecnología basada en fermentación a baja temperatura, replicable en países en desarrollo y con alta demanda de protocolos económicos. Su sencillez abre la posibilidad de implementar la tecnología en plantas de tratamiento ya existentes, reduciendo la inversión en infraestructura.

Implicaciones médicas y futuras aplicaciones

La HAp generada es biocompatible, ideal para implantes óseos y dentales, además de restauraciones arqueológicas y aplicaciones biotecnológicas emergentes. Su producción estandarizada permite fabricar recubrimientos óseos, matrices para regeneración tisular o implantes personalizados. Esta fuente alternativa puede disminuir la dependencia de minería de fosfato y mejorar el acceso a materiales médicos avanzados.

Además, el concepto podría extenderse a otros desechos ricos en nutrientes, fomentando tecnologías similares que generen productos valiosos y limpien el entorno simultáneamente. La integración en plantas de tratamiento y en sectores como agricultura o restauración patrimonial aporta versatilidad.

Conclusión

La transformación de la orina en hidroxiapatita representa un avance significativo hacia una economía sostenible, rentable en biomedicina y regeneración ambiental. Utilizando levaduras sintéticas, se cierra el ciclo de nutrientes contaminantes, se reduce la huella ecológica y se genera un biomaterial de alto valor industrial. Este método puede sentar las bases de una nueva industria centrada en convertir residuos en soluciones médicas, culturales y ambientales.